Dr. Meinert Lewerenz: I-BasE
Energiespeicher gewinnen immer mehr an Bedeutung. Von besonderem Interesse ist dabei eine schnelle und günstige Prognose der Lebensdauer und Leistungsfähigkeit der Batteriezellen. Eine vielversprechende und innovative Messmethode stellt die Floatstromanalyse dar. Die Nachwuchsforschungsgruppe „I-BasE“ entwickelt auf Basis der Floatstromanalyse neue industrierelevante Teststrategien für Lithium-Ionen-Zellen, die zukünftig Anwendung in der Zellproduktion, der Weiterverarbeitung und der Lebensdauervorhersage in Industrie und Forschung finden wird.
Bei der Floatstromanalyse wird die Batteriezelle in einer Konstantspannungsphase gehalten und der eingeschwungene Erhaltungsstrom gemessen. Dieser Strom liegt für niedrige Temperaturen im einstelligen µA-Bereich und bedarf deshalb besonders hochauflösender Messtechnik. In Vorprojekten konnte ein vielversprechender Zusammenhang zwischen Floatstrom und Kapazitätsverlust gezeigt werden. Fasst man die Vorteile zusammen, kann mit dieser Methode der Kapazitätsverlust von Zellen mit sehr hoher Genauigkeit direkt online vermessen werden. Schließlich erhält man einen tiefen Einblick in die Zelle und es lassen sich Alterungsprozesse direkt nachvollziehen. Durch die Integration von weiteren Modulen wie der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) können noch weitere dynamische Prozesse in der Zelle einbezogen werden. Darüber hinaus wird die Alterung zusätzlich über klassische Lade- und Entladezyklen zum Beginn und zum Ende der Tests noch den jeweiligen Elektroden zugeordnet. Die Ergebnisse fließen anschließend in Alterungsmodelle zur Charakterisierung und Lebensdauerprognose ein.
In dieser Nachwuchsforschungsgruppe wird die Entwicklung der Floatstromanalyse erforscht, automatisiert und weiterentwickelt. Das Ziel ist es, umfassendere, schnellere und kostengünstigere Charakterisierungen und Lebensdauerprognosen zu ermöglichen. In diesem Rahmen werden Messhardware, Software, Routinen und Modelle zusammen mit den Industriepaten Keysight, MAHLE und Battery Dynamics vorangetrieben.
NACHWUCHSGRUPPENLEITER Dr. Meinert Lewerenz
Herr Dr. Meinert Lewerenz studierte Physik an der Universität Bonn. Seit 2009 forscht er an Energiespeichern mit besonderem Fokus auf der Alterung von Lithium-Ionen-Batterien. Die Karriere begann am EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY in Oldenburg mit dem Schwerpunkt auf Netzdienstleistungen durch Speicher. Anschließend wechselte er 2013 zur Promotion an die RWTH Aachen und erforschte die Zellalterung und beschleunigte Alterungstests. 2018 ist er Technologiefeldleiter am Institut für Innovative Mobilität der Technischen Hochschule Ingolstadt geworden und untersucht die Alterung in Batteriesystemen. Seit 2022 leitet er die Nachwuchsforschungsgruppe „I-BasE“.